(57)【要約】【課題】低外気時にも対応できる十分な暖房能力を確保することである。【解決手段】圧縮機（21）と室外熱交換器（25）とレシーバ（23）と第１膨張弁（24）と室内熱交換器（22）とを有する冷凍サイクルの冷媒回路（20）を備えている。圧縮機（21）は、冷媒を２段圧縮するように構成されている。そして、冷媒を中間圧に減圧する第２膨張弁（3a）が室内熱交換器（22）とレシーバ（23）との間に設けられ、レシーバ（23）より中間圧液冷媒が低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に向かって流れるインジェクション管（31）がレシーバ（23）と圧縮機（21）との間に接続されている。また、インジェクション管（31）の中間圧液冷媒を加熱するヒータ（32）を備えている。この結果、ヒータ（32）により加熱されてエンタルピが増大した中間圧冷媒が室内熱交換器（22）に加わるので、暖房能力が向上する。【選択図】  図１
2005147456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（21）と熱源側熱交換器（25）と膨張機構（24）と利用側熱交換器（22）とが配管接続された蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）を備え、
上記圧縮機構（21）は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とを備えて冷媒を２段圧縮するように構成されている空気調和装置であって、
上記利用側熱交換器（22）と膨張機構（24）との間から液冷媒を分流し、分流した液冷媒を中間圧の状態で低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に供給するインジェクション管（31）と、
上記インジェクション管（31）を流れる所定の暖房運転時の中間圧液冷媒を加熱する加熱手段（32）とを備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記利用側熱交換器（22）と膨張機構（24）との間には、受液器（23）が設けられ、
上記インジェクション管（31）は、受液器（23）に接続され、該受液器（23）の液冷媒が流れるように構成される一方、
上記利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間、および、インジェクション管（31）における受液器（23）と加熱手段（32）との間の少なくとも何れか一方には、液冷媒を中間圧に減圧する中間圧調整機構（30）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記膨張機構（24）は、第１膨張弁（24）で構成され
上記中間圧調整機構（30）は、利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間に設けられた第２膨張弁（3a）で構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
請求項２において、
上記膨張機構（24）は、第１膨張弁（24）で構成され
上記中間圧調整機構（30）は、利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間に設けられたキャピラリチューブ（3b）と、インジェクション管（31）における受液器（23）と加熱手段（32）との間に設けられた第２膨張弁（3a）とにより構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項において、
上記加熱手段（32）は、所定の暖房運転時である圧縮機構（21）が最大周波数時に冷媒を加熱するように構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項２〜４の何れか１項において、
上記中間圧調整機構（30）は、加熱手段（32）によって加熱されたインジェクション管（31）の中間圧冷媒と圧縮機構（21）における中間圧ガス冷媒とが混合して所定の過熱度のガス冷媒となるように流量を制御する
ことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、冷媒を２段圧縮して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた空気調和装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和装置には、冷媒を２段圧縮して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、室内の暖房を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的に、上記特許文献１の空気調和装置は、圧縮機構と室外熱交換器と第１膨張弁と気液分離器（レシーバ）と第２膨張弁と室内熱交換器とが順に配管接続されてなる冷媒回路を備えている。この空気調和装置は、冷媒回路における冷媒循環を可逆に切り換えることによって暖房運転と冷房運転とが切り換わるように構成されている。そして、上記圧縮機構は、ケーシング内に低段側圧縮機と高段側圧縮機とが収納されて冷媒を２段圧縮するように構成されている。また、上記冷媒回路には、圧縮機構と気液分離器との間に接続されたインジェクション管が設けられている。このインジェクション管は、中間圧のガス冷媒を気液分離器より圧縮機構の低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に供給するように構成されている。
【０００４】
上記空気調和装置の暖房運転では、圧縮機構から吐出された高圧ガス冷媒が室内熱交換器にて室内空気と熱交換して凝縮し、室内空気が加熱されて室内の暖房が行われる。この凝縮した高圧液冷媒は、第２膨張弁で減圧されて中間圧冷媒となり、気液分離器に貯留される。そして、この気液分離器における中間圧冷媒のうち中間圧液冷媒が第１膨張弁で減圧されて低圧冷媒となり、室外熱交換器にて室外空気と熱交換して蒸発した後、再び圧縮機構に戻る。また一方では、上記気液分離器における中間圧冷媒のうち中間圧ガス冷媒が圧縮機にインジェクションされる。これにより、上記室内熱交換器においては、インジェクションされた中間圧ガス冷媒が加わることによって冷媒循環量が増大するので、暖房能力が向上する。
【特許文献１】特開２０００−７３９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の空気調和装置においては、室外空気のみを熱源として暖房運転が行われているので、中間圧ガス冷媒のインジェクションによる暖房能力の増大にも限界があり、低外気等で暖房負荷が大きい場合に十分な暖房能力を確保できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機の運転効率を低下させることなく、低外気時においても十分な暖房能力を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的に、第１の発明は、圧縮機構（21）と熱源側熱交換器（25）と膨張機構（24）と利用側熱交換器（22）とが配管接続された蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（20）を備え、上記圧縮機構（21）は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とを備えて冷媒を２段圧縮するように構成されている空気調和装置を前提としている。そして、上記利用側熱交換器（22）と膨張機構（24）との間から液冷媒を分流し、分流した液冷媒を中間圧の状態で低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に供給するインジェクション管（31）を備えると共に、該インジェクション管（31）を流れる所定の暖房運転時の中間圧液冷媒を加熱する加熱手段（32）を備えている。
【０００８】
上記の発明では、加熱手段（32）により加熱されることによってエンタルピが増大した中間圧冷媒が圧縮機構（21）に加わる。これにより、室内熱交換器（22）にて凝縮する冷媒の熱量が増大するので、暖房能力が向上する。
【０００９】
また、中間圧の液冷媒を加熱するため、液冷媒より比体積の大きいガス冷媒を加熱する場合に比して、冷媒のエンタルピが効果的に増大されると共に、加熱後の冷媒量（冷媒密度）の低下が抑制される。これにより、圧縮機構（21）における容積効率の低下が抑制される。また、上記利用側熱交換器（22）における冷媒循環量の減少も抑えられるので、暖房能力の低下が抑制される。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、上記利用側熱交換器（22）と膨張機構（24）との間には、受液器（23）が設けられ、上記インジェクション管（31）は、受液器（23）に接続され、該受液器（23）の液冷媒が流れるように構成されている。そして、上記利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間、および、インジェクション管（31）における受液器（23）と加熱手段（32）との間の少なくとも何れか一方には、液冷媒を中間圧に減圧する中間圧調整機構（30）が設けられている。
【００１１】
上記の発明では、例えば中間圧調整機構（30）を利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間に設けた場合、受液器（23）より中間圧液冷媒がインジェクション管（31）に流れる。一方、上記中間圧調整機構（30）をインジェクション管（31）における受液器（23）と加熱手段（32）との間に設けた場合、受液器（23）よりインジェクション管（31）に流れた液冷媒が中間圧調整機構（30）で減圧されて中間圧液冷媒となる。また、上述した両方に中間圧調整機構（30）を設けた場合、利用側熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒が最初の中間圧調整機構（30）で減圧されることにより、高圧と中間圧との間の圧力状態の冷媒となって受液器（23）に溜まり、該受液器（23）よりインジェクション管（31）に流れた液冷媒が２つ目の中間圧調整機構（30）で減圧されることによって中間圧液冷媒となる。これにより、確実に中間圧状態の冷媒がインジェクション管（31）を流れて加熱手段（32）によって加熱される。
【００１２】
また、第３の発明は、第２の発明において、上記膨張機構（24）は、第１膨張弁（24）で構成されている。一方、上記中間圧調整機構（30）は、利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間に設けられた第２膨張弁（3a）で構成されている。
【００１３】
上記の発明では、図１に示すように、利用側熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒が第２膨張弁（3a）で減圧され、中間圧冷媒となって受液器（23）に溜まる。この受液器（23）における中間圧液冷媒の一部は、第１膨張弁（24）で減圧されて低圧の二相冷媒となり、熱源側熱交換器（25）で蒸発する。その一方では、受液器（23）における中間圧液冷媒がインジェクション管（31）に流れ、加熱手段（32）によって加熱されて圧縮機構（21）に供給される。
【００１４】
また、第４の発明は、第２の発明において、上記膨張機構（24）は、第１膨張弁（24）で構成されている。一方、上記中間圧調整機構（30）は、利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間に設けられたキャピラリチューブ（3b）と、インジェクション管（31）における受液器（23）と加熱手段（32）との間に設けられた第２膨張弁（3a）とにより構成されている。
【００１５】
上記の発明では、図５に示すように、利用側熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒がキャピラリチューブ（3b）で減圧され、高圧と中間圧との間の圧力状態の冷媒となって受液器（23）に溜まる。この受液器（23）における液冷媒の一部は、インジェクション管（31）に流れ、第２膨張弁（3a）で減圧されて中間圧液冷媒となった後、加熱手段（32）によって加熱されて圧縮機構（21）に供給される。
【００１６】
また、第５の発明は、第１〜４の何れか１の発明において、上記加熱手段（32）は、所定の暖房運転時である圧縮機構（21）が最大周波数時に冷媒を加熱するように構成されている
上記の発明によれば、例えば外気温が高い場合、つまり暖房負荷が小さい場合においては、圧縮機構（21）の周波数制御によって利用側熱交換器（22）における冷媒循環量を調整することにより、暖房能力が調整される。そして、外気温が低下して暖房負荷が大きくなり、圧縮機構（21）が最大周波数（最大容量）で駆動されても暖房負荷に対応できない場合に、インジェクション管（31）の中間圧液冷媒が加熱手段（32）によって加熱される。これにより、暖房負荷に見合った効率のよい運転が行われる。
【００１７】
また、第６の発明は、第２〜４の何れか１の発明において、上記中間圧調整機構（30）は、加熱手段（32）によって加熱されたインジェクション管（31）の中間圧冷媒と圧縮機構（21）における中間圧ガス冷媒とが混合して所定の過熱度のガス冷媒となるように流量を制御する。
【００１８】
上記の発明では、常時所定の過熱度の中間圧ガス冷媒が高段側圧縮機に吸入される。これにより、圧縮機構（21）の吐出温度の上昇が抑制されるので、圧縮機構（21）に優しい運転が行われる。
【発明の効果】
【００１９】
したがって、第１の発明によれば、加熱手段（32）を設け、圧縮機構（21）にインジェクションされる中間圧液冷媒を加熱するようにしたため、圧縮機構（21）にエンタルピの増大した中間圧冷媒を供給することができる。これにより、利用側熱交換器（22）にて凝縮する冷媒の熱量を増大させることができるので、暖房能力を向上させることができる。      
【００２０】
また、上記の発明によれば、中間圧の液冷媒を加熱するようにしたため、ガス冷媒を加熱する場合に比して冷媒のエンタルピを効果的に増大させることができると共に、加熱後の冷媒量（冷媒密度）の低下を抑制することができる。これにより、暖房能力の向上を効果的に図ることができると共に、圧縮機構（21）における容積効率の低下を抑制できるので、効率のよい暖房運転を行うことができる。また、上記利用側熱交換器（22）における冷媒循環量の低下を抑制できるので、暖房能力の低下を抑えることができる。
【００２１】
また、第２の発明によれば、利用側熱交換器（22）と受液器（23）との間、および、インジェクション管（31）における受液器（23）と加熱手段（32）との間の少なくとも何れか一方に液冷媒を中間圧に減圧する中間圧調整機構（30）を設けるようにしたので、インジェクション管（31）に中間圧液冷媒を確実に流して加熱手段（32）によって加熱することができる。これにより、確実に暖房能力を向上させることができる。
【００２２】
また、第３または第４の発明によれば、中間圧調整機構（30）を第２膨張弁（3a）のみ、または第２膨張弁（3a）およびキャピラリチューブ（3b）の２つで構成するようにしたので、第２の発明の効果を具体的に得ることができる。
【００２３】
また、第５の発明によれば、圧縮機構（21）が最大周波数時、つまり暖房負荷が大きい場合に、加熱手段（32）によって中間圧液冷媒を加熱するようにしたので、暖房負荷に見合った効率のよい運転を行うことができる
また、第６の発明によれば、加熱手段（32）によって加熱されたインジェクション管（31）の中間圧冷媒と圧縮機構（21）における中間圧ガス冷媒とが混合して所定の過熱度のガス冷媒となるように中間圧調整機構（30）によって流量制御するようにしたので、常時所定の過熱度の中間圧ガス冷媒を高段側圧縮機に吸入させることができる。これにより、圧縮機構（21）の吐出温度の上昇および圧縮機構（21）における容積効率の低下を抑制できるので、圧縮機構（21）に優しい且つ効率のよい運転を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
《発明の実施形態１》
図１に示すように、本実施形態１の空気調和装置（10）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、暖房運転のみを行う暖房専用機に構成されている。
【００２６】
上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と利用側熱交換器である室内熱交換器（22）と受液器であるレシーバ（23）と膨張機構である第１膨張弁（24）と熱源側熱交換器である室外熱交換器（25）とが順に配管接続されて閉回路に形成されている。そして、上記冷媒回路（20）は、室内熱交換器（22）が凝縮器として機能し、室外熱交換器（25）が蒸発器として機能する暖房サイクルで冷媒が循環するように構成されている。
【００２７】
上記圧縮機（21）は、図示しないが、密閉型のケーシング内に低段側圧縮機と高段側圧縮機とが収納されて圧縮機構を構成している。そして、上記圧縮機（21）は、低段側圧縮機の吸込側が室外熱交換器（25）に連通し、高段側圧縮機の吐出側が室内熱交換器（22）に連通するように接続されている。この圧縮機（21）は、冷媒を２段圧縮して冷媒回路（20）内で循環に構成されている。また、上記圧縮機（21）は、容量が段階的または連続的に可変となるように構成されている。
【００２８】
上記レシーバ（23）は、流入した冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分かれて貯留される気液分離器に構成されている。上記第１膨張弁（24）は、開度調整自在な電動弁で構成されている。
【００２９】
上記冷媒回路（20）には、本発明の特徴として、中間圧調整機構（30）と、インジェクション管（31）およびヒータ（32）とが設けられている。上記中間圧調整機構（30）は、膨張機構である第２膨張弁（3a）で構成され、該第２膨張弁（3a）は、開度調整自在な電動弁で構成されている。この第２膨張弁（3a）は、室内熱交換器（22）とレシーバ（23）との間に設けられ、室内熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒を減圧して中間圧冷媒とし、レシーバ（23）に貯留するように構成されている。
【００３０】
上記インジェクション管（31）は、一端がレシーバ（23）に接続され、他端が圧縮機（21）に接続されている。このインジェクション管（31）は、レシーバ（23）における中間圧冷媒のうちの中間圧液冷媒が圧縮機（21）における低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に向かって流れるように構成されている。つまり、上記インジェクション管（31）は、室内熱交換器（22）と第１膨張弁（24）との間から液冷媒が分流し、分流した液冷媒が中間圧の状態で低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に供給される。
【００３１】
上記ヒータ（32）は、インジェクション管（31）の途中に設けられている。このヒータ（32）は、インジェクション管（31）を流れる所定の暖房運転時の中間圧液冷媒を加熱する加熱手段に構成されている。なお、上記所定の暖房運転時は、暖房負荷が大きくなって圧縮機（21）が最大周波数（最大容量）で駆動される場合である。
【００３２】
−運転動作−
次に、上述した空気調和装置（10）の暖房運転の動作について説明する。この空気調和装置（10）は、暖房負荷が小さい場合に行う「通常運転」と、暖房負荷が大きい場合に行う「低外気運転」とを切り換えて行う。以下、各運転について図２〜図４を参照しながら説明する。
【００３３】
〈通常運転〉
この通常運転は、ヒータ（32）を通電しない、つまりインジェクション管（31）を流れる冷媒を加熱しないで圧縮機（21）に供給する運転である。以下に、運転動作を説明すると共に、図４を参照しながら冷媒挙動についても併せて説明する。なお、この図４は、低外気運転時における冷媒挙動を示したものであるが、図中のＦ点を除けば通常運転時における冷媒挙動を示すものとなるものである。
【００３４】
まず、上記圧縮機（21）を駆動すると、該圧縮機（21）で圧縮された高圧ガス冷媒（図４のＣ点）は、室内熱交換器（22）にて室内空気と熱交換して凝縮する（図４のＤ点）。その際、加熱された室内空気が室内に供給されて室内の暖房が行われる。上記室内熱交換器（22）で凝縮した高圧液冷媒は、第２膨張弁（3a）で減圧されて中間圧の二相冷媒となり（図４のＥ点）、レシーバ（23）内で中間圧ガス冷媒と中間圧液冷媒とに分離して平衡状態で溜まる。このレシーバ（23）における中間圧冷媒のうちの中間圧液冷媒（図４のＨ点）は、第１膨張弁（24）で減圧されて低圧の二相冷媒となる（図４のＩ点）。この低圧の二相冷媒は、室外熱交換器（25）にて室外空気と熱交換して蒸発し、所定の過熱度の低圧ガス冷媒となって再び圧縮機（21）に戻る（図４のＡ点）。その後、この低圧ガス冷媒は、低段側圧縮機で圧縮されて中間圧ガス冷媒となり（図４のＢ点）、この冷媒循環を繰り返す。
【００３５】
上記通常運転では、上述した冷媒循環を繰り返す一方、レシーバ（23）の中間圧液冷媒（図４のＨ点）がインジェクション管（31）を通って圧縮機（21）に流れる。この圧縮機（21）において、中間圧液冷媒と低段側圧縮機で圧縮された中間圧ガス冷媒とが混合され、所定の過熱度の中間圧ガス冷媒となる（図４のＧ点）。その後、この中間圧ガス冷媒は、高段側圧縮機で圧縮され、高圧ガス冷媒となって圧縮機（21）から吐出される（図４のＣ点）。これにより、室内熱交換器（22）においては、中間圧液冷媒がインジェクションされて加わることで冷媒循環量が増大するので、暖房能力が向上する。
【００３６】
次に、上記通常運転時における暖房能力の制御について、図２を参照しながら説明する。まず、暖房負荷が変動すると、ステップＳＴ１において圧縮機（21）が暖房負荷に応じた周波数に調整される。続いて、ステップＳＴ２において、室外熱交換器（25）で冷媒が蒸発して所定の過熱度（図４のＡ点）の低圧ガス冷媒となるように第１膨張弁（24）の開度が調整される。そして、ステップＳＴ３において、インジェクション管（31）の中間圧液冷媒と低段側圧縮機で圧縮された中間圧ガス冷媒とが混合されて所定の過熱度（図４のＧ点）の中間圧ガス冷媒となるように第２膨張弁（3a）の開度が調整される。
【００３７】
具体的には、例えば外気温が低下して暖房負荷が大きくなると、圧縮機（21）の周波数が増大される。これにより、圧縮機（21）から吐出される高圧ガス冷媒量が増大するので、室内熱交換器（22）における冷媒循環量が増大して暖房能力が向上する。
【００３８】
つまり、上記通常運転時では、暖房負荷の増大に伴って圧縮機（21）の周波数（容量）を増大させることにより、暖房能力の向上を図っている。また、上記第１膨張弁（24）および第２膨張弁（3a）は、常時圧縮機（21）における低段側圧縮機と高段側圧縮機とにそれぞれ所定の過熱度（図４のＡ点およびＧ点）のガス冷媒が吸入されるように開度が一定制御される。これにより、上記圧縮機（21）において、いわゆる液バックを防止することができると共に、ガス冷媒の吐出温度（図４のＣ点）の上昇を抑制することができる。そして、上記通常運転は、暖房負荷が増大して圧縮機（21）の周波数が最大周波数（最大容量）に達すると、低外気運転に切り換わる。
【００３９】
〈低外気運転〉
この低外気運転は、圧縮機（21）が最大周波数で駆動された状態でヒータ（32）を通電し、インジェクション管（31）を流れる冷媒を加熱して圧縮機（21）に供給する運転である。なお、ここでは、上述した通常運転時と異なる運転動作および冷媒挙動についてのみ説明する。
【００４０】
この低外気運転では、レシーバ（23）よりインジェクション管（31）に流れた中間圧液冷媒（図４のＨ点）がヒータ（32）によって加熱され、中間圧の二相冷媒となる（図４のＦ点）。この中間圧の二相冷媒は、通常運転時と同様に、圧縮機（21）において低段側圧縮機で圧縮された中間圧ガス冷媒（図４のＨ点）と混合し、所定の過熱度の中間圧ガス冷媒となる（図４のＧ点）。その後、この中間圧ガス冷媒は、高段側圧縮機で圧縮され、高圧ガス冷媒となって圧縮機（21）から吐出される（図４のＣ点）。これにより、室内熱交換器（22）においては、該室内熱交換器（22）を流れる冷媒にヒータ（32）により加熱されることによってエンタルピが増大した中間圧冷媒が加わるので、凝縮する冷媒の熱量が増大する。したがって、暖房能力がより一層向上する。
【００４１】
次に、上記低外気運転時における暖房能力の制御について、図３を参照しながら説明する。まず、この制御がスタートすると、ステップＳＴ４において、圧縮機（21）が最大周波数で駆動される。そして、この状態で暖房負荷が変動すると、ステップＳＴ５において、室外熱交換器（25）で冷媒が蒸発して所定の過熱度（図４のＡ点）の低圧ガス冷媒となるように第１膨張弁（24）の開度が調整される。次に、ステップＳＴ６において、室内熱交換器（22）にて高圧ガス冷媒が所定圧力（図４のＤ点）で凝縮するようにヒータ（32）の加熱量が調整される。最後に、ステップＳＴ７において、ヒータ（32）によって加熱されたインジェクション管（31）の中間圧冷媒と低段側圧縮機で圧縮された中間圧ガス冷媒とが混合されて所定の過熱度（図４のＧ点）の中間圧ガス冷媒となるように第２膨張弁（3a）の開度が調整されて流量制御される。
【００４２】
具体的には、上記圧縮機（21）が最大周波数で駆動された状態で、例えば外気温が低下して暖房負荷が増大すると、第１膨張弁（24）の開度が減少され、冷媒がより減圧される。次に、上記ヒータ（32）の加熱量が増大され、室内熱交換器（22）における冷媒の凝縮圧力が上昇する。最後に、上記第２膨張弁（3a）の開度が増大され、インジェクション管（31）に流れる液冷媒量が増大する。これにより、上記圧縮機（21）にインジェクションされる中間圧冷媒の循環量が増大するので、室内熱交換器（22）における冷媒の凝縮熱量が増大して暖房能力が向上する。
【００４３】
つまり、上記低外気運転時では、暖房負荷の増大に伴ってヒータ（32）の加熱量を増大させ、且つ、第２膨張弁（3a）の開度を増大させることにより、中間圧冷媒の循環量を増大させて暖房能力の向上を図っている。
【００４４】
また、上記第１膨張弁（24）および第２膨張弁（3a）の開度は、常時圧縮機（21）における低段側圧縮機と高段側圧縮機とにそれぞれ所定の過熱度（図４のＡ点およびＧ点）のガス冷媒が吸入されるように一定制御される。これにより、上記圧縮機（21）において、いわゆる液バックを防止することができると共に、ガス冷媒の吐出温度（図４のＣ点）の上昇を抑制することができるので、圧縮機（21）に優しい運転を行うことができる。
【００４５】
また、上記圧縮機（21）における低段側圧縮機と高段側圧縮機とにそれぞれ所定の過熱度のガス冷媒が吸入されることから、冷媒密度の低下、つまり冷媒の比体積の増大に伴う圧縮機（21）における容積効率の低下を抑制することができる。
【００４６】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態１によれば、中間圧液冷媒をヒータ（32）により加熱して圧縮機（21）における低段側圧縮機と高段側圧縮機との間にインジェクションするようにしたので、暖房負荷の増大に伴ってヒータ（32）の加熱量および第２膨張弁（3a）の開度を増大させることで、圧縮機（21）に液バックさせることなくインジェクション管（31）における中間圧冷媒の循環量を増大させることができる。これにより、室内熱交換器（22）における冷媒の凝縮熱量を増大し、暖房能力を向上させることができる。
【００４７】
また、中間圧の液冷媒を加熱するようにしたため、液冷媒より比体積の大きいガス冷媒を加熱する場合に比して、冷媒のエンタルピを効果的に増大させることができると共に、加熱後の冷媒量（冷媒密度）の低下を抑制することができる。これにより、暖房能力の向上を効果的に図ることができると共に、圧縮機（21）における容積効率の低下を抑制できるので、効率のよい運転を行うことができる。また、上記利用側熱交換器（22）における冷媒循環量の低下を抑制できるので、暖房能力の低下を抑えることができる。
【００４８】
また、室内熱交換器（22）とレシーバ（23）との間に中間圧調整機構（30）である第２膨張弁（3a）を設けるようにしたので、インジェクション管（31）に中間圧液冷媒を確実に流すことができる。これにより、確実に暖房能力を向上させることができる。
【００４９】
また、上記圧縮機（21）が最大周波数時、つまり暖房負荷が大きい場合に、加熱手段（32）によって中間圧液冷媒を加熱するようにしたので、暖房負荷に見合った効率のよい運転を行うことができる
また、上記ヒータ（32）によって加熱されたインジェクション管（31）の中間圧冷媒と圧縮機（21）における中間圧ガス冷媒とが混合して所定の過熱度のガス冷媒となるように第２膨張弁（3a）の開度を調整するようにしたので、常時所定の過熱度の中間圧ガス冷媒を高段側圧縮機に吸入させることができる。これにより、圧縮機（21）の吐出温度の上昇および圧縮機（21）における容積効率の低下を抑制できるので、圧縮機（21）に優しい且つ効率のよい運転を行うことができる。
【００５０】
《発明の実施形態２》
本実施形態２の空気調和装置（10）は、図５に示すように、上述した実施形態１が中間圧調整機構（30）を第２膨張弁（3a）のみで構成するようにしたのに代えて、中間圧調整機構（30）を第２膨張弁（3a）およびキャピラリチューブ（3b）の２つで構成するようにしたものである。
【００５１】
具体的に、上記第２膨張弁（3a）は、インジェクション管（31）におけるレシーバ（23）とヒータ（32）との間に設けられている。一方、上記キャピラリチューブ（3b）は、室内熱交換器（22）とレシーバ（23）との間に設けられている。そして、上記キャピラリチューブ（3b）は、常時一定の割合で冷媒を減圧する膨張機構に構成されている。
【００５２】
上記の場合、室内熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒がキャピラリチューブ（3b）で減圧されてレシーバ（23）に溜まる。その後、上記レシーバ（23）よりインジェクション管（31）に流れた液冷媒が第２膨張弁（3a）で減圧されて中間圧液冷媒となる。つまり、上記レシーバ（23）内の冷媒は、高圧と中間圧との間の圧力状態にある。その他の構造、作用および効果は、実施形態１と同様である。
【００５３】
《発明の実施形態３》
本実施形態３の空気調和装置（10）は、図６に示すように、上述した実施形態２における第２膨張弁（3a）とキャピラリチューブ（3b）との接続位置を入れ替えたものである。つまり、上記第２膨張弁（3a）は室内熱交換器（22）とレシーバ（23）との間に設けられ、キャピラリチューブ（3b）はインジェクション管（31）におけるレシーバ（23）とヒータ（32）との間に設けられている。
【００５４】
上記の場合、室内熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒が第２膨張弁（3a）で減圧されてレシーバ（23）に溜まる。その後、上記レシーバ（23）よりインジェクション管（31）に流れた液冷媒がキャピラリチューブ（3b）で減圧されて中間圧液冷媒となる。その他の構造、作用および効果は、実施形態２と同様である。
【００５５】
《発明の実施形態４》
本実施形態４の空気調和装置（10）は、図７に示すように、上述した実施形態３におけるキャピラリチューブ（3b）を膨張機構である第３膨張弁（3c）に変更したものである。この第３膨張弁（3c）は、第２膨張弁（3a）と同様に、開度調整自在な電動弁に構成されている。つまり、上記中間圧調整機構（30）を第２膨張弁（3a）および第３膨張弁（3c）の２つの膨張弁で構成するようにしたものである。
【００５６】
上記の場合、室内熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒が第２膨張弁（3a）で減圧されてレシーバ（23）に溜まる。その後、上記レシーバ（23）よりインジェクション管（31）に流れた液冷媒が第３膨張弁（3c）で減圧されて中間圧液冷媒となる。
【００５７】
本実施形態における通常運転時では、インジェクション管（31）の中間圧冷媒と圧縮機（21）における中間圧ガス冷媒とが混合されて所定の過熱度（図４のＧ点）の中間圧ガス冷媒となるように、第２膨張弁（3a）および第３膨張弁（3c）の両方の開度が調整される。一方、上記低外気運転時では、ヒータ（32）によって加熱されたインジェクション管（31）の中間圧冷媒と圧縮機（21）における中間圧ガス冷媒とが混合されて所定の過熱度（図４のＧ点）の中間圧ガス冷媒となるように、第２膨張弁（3a）および第３膨張弁（3c）の両方の開度が調整される。その他の構造、作用および効果は、実施形態３と同様である。
【００５８】
《発明の実施形態５》
本実施形態５の空気調和装置（10）は、図８に示すように、上述した実施形態２におけるレシーバ（23）およびキャピラリチューブ（3b）を省略したものである。つまり、上記中間圧調整機構（30）を第２膨張弁（3a）のみで構成するようにしたものである。
【００５９】
具体的に、上記インジェクション管（31）は、室内熱交換器（22）と第１膨張弁（24）との間の液配管に直接接続されている。この場合、室内熱交換器（22）にて凝縮した高圧液冷媒の一部が液配管からインジェクション管（31）に分流し、第２膨張弁（3a）で減圧されて中間圧液冷媒となる。つまり、上記インジェクション管（31）は、室内熱交換器（22）と第１膨張弁（24）との間から液冷媒を分流し、分流した液冷媒を中間圧の状態で低段側圧縮機と高段側圧縮機との間に供給するように構成されている。その他の構造、作用および効果は、実施形態２と同様である。
【００６０】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００６１】
例えば、上記各実施形態では、空気調和装置（10）を暖房専用機としたが、本発明は冷暖兼用の空気調和装置にも適用することができる。例えば、上記冷媒回路（20）に流路切換手段である四路切換弁を設け、冷媒回路（20）における冷媒循環を可逆に構成する。その場合、冷房運転は、ヒータ（32）に通電しない状態で行われ、冷媒が室外熱交換器（25）で凝縮し、室内熱交換器（22）で蒸発するように循環する。この冷房運転時では、室内熱交換器（22）に流れる冷媒（図４のＩ点）のエンタルピが増大する（図４のＥ点からＨ点）ので、室内熱交換器（22）における冷媒の蒸発熱量が増大して冷房能力が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、本発明は、冷媒を２段圧縮して冷凍サイクルを行う空気調和装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】実施形態１に係る空気調和装置の通常時の運転制御を示すフローチャート図である。
【図３】実施形態１に係る空気調和装置の低外気時の運転制御を示すフローチャート図である。
【図４】実施形態１に係る空気調和装置の低外気運転時の冷媒挙動を示すモリエル線図である。
【図５】実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図６】実施形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図７】実施形態４に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図８】実施形態５に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【００６４】
10        空気調和装置
20        冷媒回路
21        圧縮機（圧縮機構）
22        室内熱交換器（利用側熱交換器）
23        レシーバ（受液器）
24        第１膨張弁（膨張機構）
25        室外熱交換器（熱源側熱交換器）
30        中間圧調整機構
3a        第２膨張弁
3b        キャピラリチューブ
31        インジェクション管
32        ヒータ（加熱手段）
【図１】
2005147456.tif 000003
【図２】
2005147456.tif 000004
【図３】
2005147456.tif 000005
【図４】
2005147456.tif 000006
【図５】
2005147456.tif 000007
【図６】
2005147456.tif 000008
【図７】
2005147456.tif 000009
【図８】
2005147456.tif 000010